Характеристики и параметры плазмы перенапряжённого наносекундного разряда между медными электродами в аргоне

О. К. Шуаибов, А. А. Малинина, Р. В. Грицак, А. Н. Малинин, Ю. Ю. Билак, З. Т. Гомоки, М. И. Ватрала

Ужгородский национальный университет, пл. Народная, 3, 88000 Ужгород, Украина

Получена: 26.03.2021; окончательный вариант - 15.09.2021. Скачать: PDF

Приведены характеристики и параметры перенапряжений биполярного разряда наносекундной длительности между медными электродами в аргоне при давлении 6,7 кПа. В процессе микровзрывов неоднородностей на рабочих поверхностях медных электродов в сильном электрическом поле в промежуток между электродами вносятся пары меди. Это создает предпосылки для синтеза тонких наноструктурированных плёнок меди, которые могут осаждаться на диэлектрической подложке (кварц, стекло, керамика), установленной вблизи от центра разрядного промежутка. Исследованы пространственные характеристики разряда, импульсы напряжения на разрядном промежутке величиной $d$ = 2 и 7 мм, импульсы разрядного тока, импульсную мощность разряда и энергетический вклад в разряд за один импульс. Методом эмиссионной спектроскопии с высоким временным разрешением исследованы спектры излучения плазмы и осциллограммы излучения наиболее интенсивных спектральных линий и полос, что позволило установить основные продукты возбуждения, которые образуются в плазме. Проведена оптимизация усреднённого по времени УФ-излучения точечного излучателя в зависимости от напряжения питания высоковольтного модулятора и частоты повторения разрядных импульсов. Методом числового моделирования параметров плазмы наносекундного разряда на основе паров меди в аргоне среднего давления путём решения кинетического уравнения Больцмана для функции распределения электронов по энергиям (ФРЭЭ) рассчитано подвижность, температуру и плотность электронов в плазме, удельные потери мощности разряда на основные электронные процессы и их константы скорости в зависимости от величины параметра $E/N$ для плазмы, которые исследовали экспериментально.

Ключевые слова: напряжённый наносекундный разряд, наноструктуры, медь, аргон, характеристики плазмы, параметры плазмы.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i12/1683.html

PACS: 51.50.+v, 52.80.Mg, 52.80.Tn, 52.90.+z, 79.60.Jv


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. A. K. Shuaibov, A. Y. Minya, A. A. Malinina, A. N. Malinin, V. V. Danilo, M. Yu. Sichka, and I. V. Shevera, American J. Mechanical Mater. Engineering, 2, No. 1: 8 (2018).
  2. Alexander Shuaibov, Alexander Minya, Antonina Malinina, Alexander Malinin, Roman Golomd, Igor Shevera, Zoltan Gomoki, and Vladislav Danilo, Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 9: 035018 (2018). Crossref
  3. О. К. Шуаібов, А. Й. Міня, М. П. Чучман, А. О. Малініна, О. М. Малінін, В. В. Данило, З. Т. Гомокі, Укр. фіз. журн., 63, № 9: 790 (2018). Crossref
  4. Г. А. Месяц, Усп. физических наук, 165, № 6: 601 (1995). Crossref
  5. А. К. Шуаібов, Г. Є. Ласлов, Я. Я. Козак, Оптика та спектроскопія, 116, № 4: 552 (2014). Crossref
  6. А. Х. Абдуев, А. Ш. Асваров, А. К. Ахметов, Р. М. Эмиров, Письма в ЖТФ, 43, вып. 22: 40 (2017). Crossref
  7. В. Г. Мельников, Защита металлов, 41, № 2: 168 (2005).
  8. Х. В. Аллахвердиева, Изв. высш. учебн. заведений. Хим. технологии, 63, № 10: 71 (2020). Crossref
  9. Л. Ф. Абаева, В. И. Шумский, Е. Петрицкая, Д. А. Рогаткин, П. Любченко, Алманах клинической медицины, № 22: 10 (2010).
  10. V. F. Tarasenko, Runaway Electrons Preionized Diffuse Discharge (New York: Nova Science Publishers Inc.: 2014).
  11. А. Стриганов, Н. С. Свентицкий, Таблицы спектральных линий нейтраль-ных и ионизованных атомов (Москва: Атомиздат: 1966).
  12. NIST Atomic Spectra Database Lines Form. Crossref
  13. Р. Пирс, А. Хайдон, Идентификация молекулярных спектров (Москва: Из-во ИЛ: 1949).
  14. Dmitry Levko and Laxminarayan L. Raja, Physics of Plasmas, 22: 123518 (2016). Crossref
  15. А. Н. Гомонай, Журнал прикладной спектроскопии, 82, № 1: 17 (2018).
  16. В. М. Герман, Т. Абдулин, Вестник СПбГУ, 4, № 1: 166 (2014).
  17. Д. В. Белоплотов, В. Ломаев, Д. А. Сорокин, В. Ф. Тарасенко, Физический журнал. Серия конференций, 652: 012012 (2015). Crossref
  18. M. Lomaev, D. Beloplotov, D. Sorokin, and V. Tarasenko, 32nd ICPIC (July 26–31, 2015) (Romania, Jasi: 2015).
  19. G. J. M. Hagelaar and L. C. Pitchford, Plasma Sources Sci. Technol., 14: 722 (2005). Crossref
  20. BOLSIG+ Software. Crossref
  21. Ю. П. Райзер, Физика газового разряда (Москва: Наука: 1987).